2. Призначення і класифікація логічних випробувачів

   1. Загальна характеристика

Л огічний випробовувач - це прилад (пристрій), легко утримуване однією рукою і що дозволяє оперативно одержати інформацію про стан якої-небудь лінії зв'язку. Логічний випробовувач - невід'ємна частина інструментального устаткування лабораторії по розробці цифрових пристроїв, часто користуватися ним зручніше, ніж вольтметром або навіть осцилографом (Мал. 12).

Мал.12 Логічні випробовувачі

Переваги випробовувача такі:

• малі розміри і зручне розташування індикаторів дозволяє одержувати інформацію про стан ланцюга практично в точці дотику, тим самим знижує вірогідність промаху при підключенні щупа до ланцюга, що перевіряється;

• знижує незручності, пов'язані з перемиканням уваги (як, наприклад, при роботі з осцилографом);

• відсутність надмірної інформації дозволяє повністю зосередитися на роботі;

• досить просто здійснюється доступ до елементів ланцюга при планарному монтажі із-за малих розмірів випробовувача;

• дозволяє здійснити чітку реєстрацію проходження імпульсів.

2. Класифікація напівпровідникових приладів

Усі напівпровідникові прилади можна умовно розділити на дві великі групи: біполярні та уніполярні.

До біполярних приладів необхідно віднести усі ті прилади, для роботи яких принципово важливо наявність двох типів носіїв - електронів і дірок. До приладів цього типу, як правило, відносять усі пристрої, в яких управління електронним потоком проводиться за допомогою електронно-діркового переходу (pn - переходу). В приладах цього типу перенесення енергії сигналу проводиться почергово електронами, дірками або тими та іншими одночасно.

До уніполярних приладів відносяться прилади, в яких проводиться управління потоками, що переважно складаються з носіїв одного типу, або електронів, або дірок.

За реакцією на вхідний сигнал прилади можна розділити на підсилювальні (активні), перетворювальні та пасивні.

Підсилювальні або активні прилади збільшують потужність вхідного сигналу за рахунок енергії, що надходить з джерела живлення.

Пасивні прилади не володіють підсилювальними властивостями. Перетворювальні прилади перетворюють форму сигналу, при цьому вони можуть бути як підсилювальними, так і пасивними

Для класифікації напівпровідникових приладів, що відображено в їх маркуванні*, використовується цілий ряд ознак, що вміщують:

• матеріал (Г або 1-германій, 2 або К - кремній, А або 3 - арсенід галію, 4 або И - з'єднання на основі індію і т.д);

• тип (наприклад, підкласи: Д - діоди, Т - біполярні транзистори, П - польові транзистори);

• експлуатаційні характеристики (потужність, частота, температурний діапазон та ін. знаходять відображення в цифровому елементі позначення);

• конструктивні та технологічні особливості прибору (переважно, додаткові цифри, написані через дефіс).

Біполярні прилади

Діоди

Структура активної області: "pn".

Можливі застосування: випрямлення змінного струму, перетворення та генерація сигналів. Основні різновиди діодів наведені в таблиці 1.

Таблиця 1

Основні різновиди діодів

Тип приладу	Різновиди	Позначення підкласу	Приклади
Діоди	випрямляючі	Д	ГД107, 2В201, АД110
	випр. стовпи	Ц	КЦ410
	НВЧ	А	2A202
	тунельні	И	1И103, 3И201
	стабілітрони	С	КС168
	варикапи	В	КВ107
	випромінюючі	Л	3Л115
	фотоприймачі	Ф

На Мал. 13 наведені позначення приладів, перерахованих в таблиці

Мал. 13. Позначення діодів : 1 - випрямляючий та детектуючий діод, 2 - тунельний діод, 3 - стабілітрон, 4 - варикап (напівпровідникова змінна ємність), 5 - випромінюючий діод (світлодіод)

Біполярні транзистори.

Структура активної області може бути як "pnp", так і "npn".

Можливе застосування: це універсальні підсилювальні прилади, що призначені для застосування в схемах підсилення, генерації та перетворення сигналів.

В позначенні марки транзистора третій елемент (цифра) характеризує підклас приладу за значенням розсіюваної ним потужності та максимальної робочої частоти. Основні різновиди біполярних транзисторів наведені в таблиці 2.

Таблиця 2

Основні різновиди біполярних транзисторів (Мал. 14)

Тип приладу	Різновиди	Позначення підкласу	Приклади
Біполярний транзистор	Малопотужні (P макс < 0,3Вт)	1	ГТ122, КТ127
	Малопотужні, середньої частоти (f < 300МГц)	2	КТ215
	Малопотужні, високої частоти та НВЧ (f < 300МГц)	3	КТ315, 1Т308
	Cереднньої потужності (0,3Вт < P макс < 1,5Вт)	4	ГТ405
	Cереднньої потужності, середнньої частоти (0,3Вт < P макс < 1,5Вт)	5
	Cереднньої потужності, високої частоти (0,3Вт < P макс < 1,5Вт)	6	ГТ712
	Великої потужності, низької частоти (P макс > 1,5Вт)	7	КТ702
	Великої потужності, середньої частоти	8	КТ809
	Великої потужності, високої частоти та НВЧ	9	2Т960

Мал. 14. Позначення біполярних транзисторів

Тірістори

Структура активної області: "pnpn".

Це - активний прилад, що призначений для роботи в якості швидкодіючого електронного ключа (Мал. 15). У вимкненому стані (off) тірістор володіє великим опором і струм через нього надзвичайно малий, в увімкненому стані (on) опір тірістора малий і струм, який протікає через нього, може бути великим.

Тірістори можуть бути діодні (два електроди, інша назва - діністор) та тріодні (три електроди). Вони можуть мати симетричну та несиметричну вольтамперну характеристику. Тріодніе тірістори бувають такі, що запираються та такі, що незапираються.

В позначенні марки тірістора другим елементом є буква, для діодних тірісторів - Н, для тріодних У, третій елемент, як і у транзисторів - цифра, яка характеризує підклас приладів за значенням розсіюваної на них потужності та можливості запирання

Мал. 15. Графічні позначення тірісторів:

1 - тірістор діодний (діністор), 2 - тірістор, що незапирається, тріодний з управлінням за анодом, 3 - тірістор, що незапирається, тріодний з управлінням за катодом, 4 - тірістор, що запирається, з управлінням за анодом, 5 - тірістор, що запирається, з управлінням за катодом.

Приклади маркування тірісторів: 2Н102 - малопотужний тірістор, що незапирається, 2У208 - тріодний тірістор середньої потужности, що незапирається.

Уніполярні прилади.

Діоди з контактом метал-напівпровідник (діоди Шотткі).

Структура активної області: метал-напівпровідник.

Можливі застосування ті ж, що і у діодів з pn переходом.

Позначення цих діодів співпадає з позначеннями, які прийняті для діодів з "pn" переходом, оскільки їх основне функціональне призначення таке ж, як і у біполярних діодів.

Польові транзистори

Польові транзистори можна розділити на дві великі групи: польові транзистори з управляючим pn - переходом та польові транзистори зі структурою метал-діелектрик-напівпровідник (МДН)(Мал. 16). Оскільки в якості діелектрика в цих приладах часто використовується оксид кремнію, то їх іще називають МОН - транзисторами (за першими буквами сполучення слів: метал - окис - напівпровідник). Для позначення підкласу польових транзисторів використовується буква П. Оскільки ці транзистори виконують ті ж функції, що і біполярні, для них в класифікаційному позначенні використовується ті ж елементи, що і для біполярних транзисторів (див. табл. 4, третю колонку). Так, наприклад, польові транзистори можуть мати наступні марки*: КП101, КП201, КП301, КП901 і т.п

Мал. 16. Графічні позначення польових транзисторів:

1 - польовий транзистор з n - каналом, 2 - польовий транзистор з p - каналом, 3 - польовий транзистор з ізольованим затвором та p - каналом,

4 - польовий транзистор з ізольованим затвором та n - каналом.

Оскільки польові транзистори є уніполярними приладами, тип каналу, яким протікає струм, визначається типом основних носіїв заряду і може бути як p-типу, так і n-типу.

Польові транзистори є універсальними підсилювальними приладами і вони, так само, як і біполярні транзистори можуть застосовуватись в схемах самого різного призначення.